功能性电刺激治疗脑卒中及其机制探讨课件

功能性电刺激治疗脑卒中及其机制探讨 燕铁斌中山大学孙逸仙纪念医院康复医学科 Dr Yan 脑卒中后运动控制障碍表现 肌张力异常肌张力降低肌张力增高肢体运动模式异常协同运动共同运动躯体控制障碍平衡与协调控制障碍功能性活动障碍 上运动神经元综合症表现 阳性症状 positivesymptom 肌张力增高腱反射增强阵挛 重复性牵张反射释放 屈曲反射释放 病理反射 Babinski征协同 共同 运动模式 masssynergypatterns 阴性症状 negativesymptom 手指的精细动作减少肌肉无力运动缓慢吞咽障碍选择性活动能力减弱 治疗脑卒中后运动障碍的方法 药物营养神经 改善微循环功能训练 functionaltraining motorcontrol 运动再学习 motorrelearningprogram 重复性训练 repetition 强制性使用 constrain inducedmovement 物理因子治疗声 光 电 磁等低频电刺激近几十年来发展比较快 功能性电刺激 Functionalelectricalstimulation FES属于低频电刺激和神经肌肉电刺激 neuromuscularelectricalstimulation NES 范畴广义凡是刺激神经肌肉的电刺激都可以称之为NES狭义低频脉冲电流 1KHz 1 100Hz 按照预先设定的程序刺激结构完整的下运动神经元 一组或多组肌肉 模拟功能性活动提高肌肉功能或治疗神经肌肉疾患 ShefflerandChae2007 FES的特点 电极可以放在体表也可以植入到体内心脏起搏器膈肌起搏器可以产生即刻的功能性活动 如上肢瘫痪 产生即刻的抓握动作下肢瘫痪 截瘫 偏瘫 产生功能性行走吞咽障碍 产生吞咽动作尿失禁 膀胱收缩 Dr Yan 9 Dr Yan 10 肢体瘫痪治疗 吞咽障碍治疗 膀胱控制治疗 脑损伤后肢体瘫痪脊髓损伤后肢体瘫痪儿童脑瘫后肢体瘫痪膀胱直肠功能紊乱呼吸功能障碍 禁忌证 佩带心脏起搏器静脉血栓形成 不能放置电极 颈动脉窦处感染部位孕妇的躯干部位手术部位恶性肿瘤部位皮肤感觉缺损对电极过敏的部位 临床随机对照研究 入选标准大脑中动脉系统初发脑卒中发病后 周内年龄45 84岁发病前ADL自理 除外标准病灶位于脑干或小脑急性心肌梗死装有心脏起博器交流障碍认知功能障碍脑外科手术发病前髋关节或膝关节手术 Dr Yan 13 研究对象 治疗急性脑卒中下肢瘫痪临床对照研究 技术路线 偏瘫下肢 是否符合入组标准 除外 Minimize分层随机软件分组 分层 性质 出血 梗死年龄 44 59岁 60 80岁性别 男 女病程 2周 FES组 安慰刺激组 第一次评定 治疗前 住院治疗 第二次评定 治疗2周 标准化治疗 FES组 30minPT30minOT每天1次每周5天共3周 15次 每天1次 每次30min每周5天 共3周 15次 第三次评定 治疗3周 综合痉挛量表表面肌电图站起走计时测试 yes No 对照组 治疗组模拟正常的步态周期 台双通道FES通过转换器连接电极位置胫前肌 腓肠肌 股四头肌 腘伸肌参数30Hz 脉宽0 3ms 强度20 30mA时间入院后 天内开始30min 天 5天 周x3周 Dr Yan 15 安慰刺激电极位置相同没有电源输出 评定 综合痉挛量表 CompositeSpasticityScale CSS 评定踝跖屈肌群肌张力表面肌电图评定踝关节背伸和跖屈时的最大等长收缩 Maximumisometricvoluntarycontraction MIVC 站起 走计时测试 thetimedupandgotest 评定平衡和步行能力 16 评定时间 治疗前 治疗 周后 治疗 周后 治疗 周后 发病后 周 住院期间 随访 结果 注 组之间比较 P 0 03 组对象一般资料比较 组背伸比较a 力矩增加 b 胫前肌积分肌电图增加 c 协同收缩率降低 P 0 05 P 0 01 3周FES治疗可以延缓偏瘫下肢痉挛的发生及其发展增加拮抗肌的收缩 降低痉挛肌的协同收缩FES组较安慰刺激组和对照组早2 4天恢复独立步行 FES组患者治疗3周后均能行走回归家庭FES组84 6 安慰组56 3 对照组41 7 结论 Dr Yan 19 YanT Hui ChanCWY JRehabMed 2009 41 312 316YanT Hui ChanCWY LiLSW Stroke 2005 36 80 85 燕铁斌 许云影 李常威 中华医学杂志 2006 86 2627 2631 NEWYORK ReutersHealth Addingfunctionalelectricalstimulation FES tostandardrehabilitationimproveslowerextremityfunctionandwalkingabilityinpatientswithafirstacutestroke newresearchshows FES whichhasbeeninusesincethe1960s involvestheuseofmildelectriccurrentsdesignedtostimulatethemuscles Previousreportshavesuggestedanadvantageforelectricstimulationtherapyoverstandardrehabilitation butmoststudiesinvestigatingtheissuehavenotbeenproperlydesigned Dr ChristinaW Y Hui Chan fromTheHongKongPolytechnicUniversity andcolleaguesnote Toaddressthisissue theresearchersassessedtheoutcomesof46patientswhowererandomlytreatedwithstandardrehabilitationaloneorincombinationwitheitherFESorfake placebo stimulation Stimulationbeganafewdaysafterthestrokeandwasgivenfivedaysperweekforthreeweeks Theresearchers findingsappearintheAmericanHeartAssociation sjournalStroke Comparedwiththeothertwointerventions FESplusstandardrehabilitationimprovedseveralmeasuresoflowerlimbfunction Asnoted treatmentwithFESalsoimprovedwalkingability Aftertreatment allpatientsintheFESgroupwereabletowalkand85percentreturnedhome Incontrast thepercentageofpatientsreturninghomeintheothergroupshoveredaroundjust50percent Whiletheresultsareencouraging itisnotclearthattheycanbegeneralizedtoallstrokepatientsbecausethestudydidnotincludeallstrokecategoriesorpatientsoutsidethe45 to85 year oldagerange theresearchersnote SOURCE Stroke January2005 路透社2005 1 7报道 YanT Hui ChanCWY LiLSW Stroke 2005 36 80 85 YanT Hui ChanCWY JRehabMed 2009 41 312 316 治疗脑卒中急性期偏瘫上肢临床对照研究 研究对象入选标准和排除标准同下肢研究 技术路线 是否符合入组标准 除外 Minimize分层随机软件分组 分层 年龄 45 59岁 60 80岁性别 男 女性质 出血 梗死 FES组 对照组 第一次评定 治疗前 住院治疗 第二次评定 治疗2周 2组标准化治疗 FES组 30minPT30minOT每天1次每周5天共3周 15次 FES治疗每天1次每次30min每周5天共3周 15次 第六次评定 治疗后6个月 1 MMT2 FMA 上肢 3 MAS4 SEP5 MBI 否 是 电极放置位置 电极一对 4cm 4cm 在患侧三角肌中部与岗上肌中部一对 3cm 3cm 在患侧上肢前臂背侧近端1 3与1 2处治疗时间 每天1次 每次30min 共3周 15次 结果 两组一般资料差异无统计学意义 P 0 05 2组一般资料比较 2组改良Ashworth量表 MAS 评分比较 注 治疗后与治疗前组内比较 P 0 05 FES组与对照组比较治疗 P 0 05 2组Fugle Meyer FMA 评分比较 注 治疗后与治疗前组内比较 P 0 05 FES组与对照组比较治疗 P 0 05 2组改良Barthel指数 MBI 评分比较 注 治疗后与治疗前组内比较 P 0 05 FES组与对照组比较治疗 P 0 05 功能性电刺激可以增强初发早期脑卒中患者偏瘫上肢的肌力 改善初发早期脑卒中患者偏瘫上肢运动功能 提高初发早期脑卒中患者日常生活活动能力 在停止治疗后 疗效仍可以持续较长时间 至少6个月 结论 ZinlinLin TiebinYan NeurorehabilitationandNeuralRepair submitted 林子玲 燕铁斌 中国康复医学杂志 2010 25 152 155 林子玲 燕铁斌 中华物理医学与康复杂志 2009 31 663 666 改善脑卒中后吞咽障碍 研究对象入选标准和除外标准同肢体 治疗方法 Dr Yan 31 频率 30 80Hz波形 双相方形波幅 25mA波宽 700ms刺激强度为5 11mA每日1h 每周5次 共10 15次 用冰棉签刺激患者腭 舌根及咽后壁 并嘱其做空吞咽动作每日2次 每次10 15min 每周5次 共15次 Dr Yan 32 评定方法 标准吞咽评估 StandardizedSwallowingAssessment SSA 最低18分 最高46分分数越高 吞咽功能越差血氧饱和度 arterialoxygensaturation SaO2 深圳产PC 60指式脉博血氧仪 Dr Yan 33 结果 表13组患者的一般资料 组内比较用t检验 与治疗前比较 aP0 05 治疗后3组SSA得分和SaO2降低值比较 a P 0 05 b 与电刺激组比较 c 与冰刺激组比较 表23组患者治疗前 后吞咽情况比较 结果与结论 3种治疗方法均能改善患者的吞咽功能疗效依次为神经肌肉电刺激 冰刺激 常规治疗 伍少玲 燕铁斌 马超 中华物理医学与康复杂志 2007 29 117 120伍少玲 马超 郭友华等 中华物理医学与康复杂志 2007 29 537 539 问题的提出FES为什么能促进脑卒中患者肢体功能恢复通过什么机制神经可塑性 neuroplasticity 如何找出证据影像学神经电生理分子机制其它 相关基础研究 对健康者fMRI研究 对脑卒中fMRI研究 对脑卒中患者SEP和MEP的影响 text4 text5 text6 FES对脑可塑性影响 Humanbeing Animalstudy FES对健康者和脑卒中患者上肢运动功能影响的fMRI研究 材料与方法 fMRI fMRI设计和扫描采用组块设计 基于认知减法模式的 基线 任务模式 每一任务组块持续24s 各组块之间插入24s控制任务Cycle 5次 t 240sVolre 8个动态 共80个动态 共可得到2000幅原始功能图 活动 方法与材料 FES FES刺激模式波形为双向方波 频率30Hz 脉宽0 2ms波升 波降 1s 1s电流强度取受试者耐受最大电流FES预刺激定位后 预先进行刺激 设置强度FES刺激诱发右手及腕活动避免主动伸腕拇外展避免对侧 左侧 肢体活动 结果 健康组和脑卒中组脑区激活表 患者 健康组 C 对侧半球 I 同侧半球 SMC 初级感觉运动区 S2 第二感觉区 PM 运动前区 SMA 辅助运动区 CMA 扣带回运动区 IPL 顶下小叶 PFC 额前叶皮层 CRB 小脑 两组双侧SMC 初级运动感觉区 的激活体积与强度的比较 体积 强度 两组双侧PM 运动前区 激活体积与强度比较 对照组 脑卒中组 脑卒中组 对照组 健康组较脑卒中组激活强度高 且有统计学差异 P 0 05 同侧PM激活强度则显示小于脑卒中组趋势 体积 强度 对照组 脑卒中组 对照组 脑卒中组 健康者和脑卒中患者接受30minFES的刺激时在标准立体脑和脑切面的脑区激活图 健康者 激活区集中在运动手对侧脑中央沟前后 脑卒中患者 左基底节脑梗死激活区除了对侧的感觉运动区SMC 还有同侧的运动前区PMC 前额叶PFC 顶下小叶IPL 结论 FES可以激活与运动和感觉相关的多个脑区促进脑卒中患者大脑重塑过程损伤侧SMC的重建与两侧脑的兴奋平衡的重塑是运动功能恢复的重要预后因素 两组一般资料 FES改善脑卒中偏瘫上肢功能SEP研究 研究对象和技术路线同前 2组SEP N 9 评分比较 注 治疗后与治疗前组内比较 P 0 05 FES组与对照组比较治疗 P 0 05 2组SEP N 20 评分比较 注 治疗后与治疗前组内比较 P 0 05 FES组与对照组比较治疗 P 0 05 结论 3周FES治疗可以缩短脑细胞兴奋的潜伏期增强脑细胞的兴奋性FES增强脑细胞突触可塑性 synapticplasticity 的证据 FES对脑卒中患者SEP和MEP的影响 青年受试者 研究对象 初发脑卒中13例病灶位于一侧大脑半球40 80岁一侧肢体偏瘫无明显感觉及认知功能障碍愿签署知情同意书 健康志愿者15例平均22 9 0 7岁既往无神经系统疾病史体格和神经系统检查正常愿签署知情同意书 脑卒中患者 8 FES组8例 安慰刺激组5例 检测SEP 再次检测SEP和MEP 30minFES治疗 30min安慰刺激 检测MEP N9 N20的潜伏期和波幅 各刺激点的潜伏期和波幅 FES治疗 仪器及参数 美